priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2025-68-3-255-266pribor-357Research ArticleМЕТОДЫ И ПРИБОРЫ ДЛЯ АНАЛИЗА И КОНТРОЛЯ МАТЕРИАЛОВ, ИЗДЕЛИЙ, ВЕЩЕСТВ И ПРИРОДНОЙ СРЕДЫMETHODS AND DEVICES FOR MONITORING AND DIAGNOSTICS OF MATERIALS, PRODUCTS, SUBSTANCES AND THE NATURAL ENVIRONMENTОптимизация режимов функционирования системы противокоррозионной защиты заглубленных магистральных трубопроводовOptimization of operating modes of the anticorrosive protection system for buried main pipelinesВасинД. А.VasinD. A.

Денис Александрович Васин — отдел электрохимической защиты; инженер

Нижний Новгород 

Denis A. Vasin — Giprogaztsentr JSC, Department of Electrochemical Protection; Engineer

Nizhny Novgorod 

d.vasin@ggc.nnov.ruКардашЕ. Е.KardashE. E.

Евгений Евгеньевич Кардаш — отдел защиты от коррозии; начальник отдела

Evgeny E. Kardash — Gazprom Transgaz Ukhta LLC, Corrosion Protection Department, Head of the Department

Ukhta 

e_kardash@sgp.gazprom.ruКарнавскийЕ. Л.KarnavskyE. L.

Евгений Львович Карнавский — отдел электрохимической защиты; начальник отдела

Нижний Новгород 

Evgeny L. Karnavsky — Giprogaztsentr JSC, Department of Electrochemical Protection; Head of the Department

Nizhny Novgorod 

e.karnavsky@ggc.nnov.ruКоротяевА. Г.KorotyaevI. G.

Алексей Геннадьевич Коротяев — отдел защиты от коррозии; главный технолог

Санкт-Петербург 

Alexey G. Korotyaev — Gazprom PJSC, Corrosion Protection Department; Chief Technologist

 St. Petersburg 

a_korotyaev@adm.gazprom.ruЛарцовС. В.LartsovS. V.

Сергей Викторович Ларцов — д-р техн. наук, профессор, кафедра проектирования и эксплуатации газонефтепроводов и газонефтехранилищ

Нижний Новгород 

Sergey V. Lartsov — Dr. Sci., Professor; R. E. Alekseev Nizhny Novgorod State Technical University, Department of Design and Operation of Gas and Oil Pipelines and Gas and Oil Storage Facilities

 Nizhny Novgorod 

s.lartsov@ggc.nnov.ruМихалевА. Ю.MikhalevA. Yu.

Андрей Юрьевич Михалев — канд. техн. наук, доцент, научно-технический отдел; заместитель начальника отдела

Санкт-Петербург 

Andrey Yu. Mikhalev — PhD, Associate Professor; Gazprom PJSC, Scientific and Technical Department; Deputy Head of the Department

St. Petersburg 

a_mikhalev@adm.gazprom.ruНикулинС. А.NikulinS. A.

Сергей Александрович Никулин — д-р техн. наук, доцент, кафедра проектирования и эксплуатации газонефтепроводов и газонефтехранилищ; профессор

Нижний Новгород 

Sergey A. Nikulin — Dr. Sci., Associate Professor; R. E. Alekseev Nizhny Novgorod State Technical University,Department of Design and Operation of Gas and Oil Pipelines and Gas and Oil Storage Facilities; Professor

Nizhny Novgorod 

s.nikulin.ggc@gmail.comСавченковС.SavchenkovS. S.

Савченков Сергей Викторович — канд. техн. наук; генеральный директор

Нижний Новгород 

Нижний Новгород 

Sergey S. Savchenkov — PhD; Giprogaztsentr JSC; General Menager

Nizhny Novgorod 

info@ggc.nnov.ruГипрогазцентрРоссияGiprogaztsentrRussian FederationГазпром трансгаз УхтаРоссияGazprom Transgaz UkhtaRussian FederationГазпромРоссияGazpromRussian FederationНижегородский государственный технический университет им. Р. Е. АлексееваРоссияR. E. Alekseev Nizhny Novgorod State Technical UniversityRussian Federation202518042025683255266Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20252025Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/357

Рассмотрены пути оптимизации работы системы противокоррозионной защиты протяженных заглубленных магистральных трубопроводов. Модернизирована математическая модель системы, формирующаяся в режиме самодиагностики и позволяющая эксплуатировать систему в режиме самонастройки. Новая математическая модель актуальна и позволяет корректно использовать как традиционные методы параметрической оптимизации по критерию минимизации суммарного тока всех станций катодной защиты системы, так и структурную оптимизацию по критерию увеличения срока эксплуатации системы на основе прогноза состояния элементов системы.

The ways of optimizing the operation of the anticorrosive protection system for extended buried main pipelines are considered. The mathematical model of the system, which is formed in the self-diagnostics mode and allows to operate the system in the self-tuning mode, is modernized. The new mathematical model is relevant and allows to correctly use both traditional methods of parametric optimization according to the criterion of minimizing the total current of all cathodic protection stations of the system, and structural optimization according to the criterion of increasing the service life of the system based on the forecast of the state of the system elements.

заглубленный трубопроводкоррозиясистема противокоррозионной защитысамодиагностикасамонастройкаоптимизацияburied pipelinecorrosionanticorrosive protection systemself-diagnosisself-tuningoptimizationReferencesАгиней Р. В., Никулин С. А., Александров Ю. В., Александров О. Ю., Исламов Р. Р., Исупова Е. В., Пак А. Л. Защита нефтегазопроводов от коррозии. Защитные покрытия Вологда: Инфра-Инженерия, 2019. 472 с.Aginei R.V., Nikulin S.A., Aleksandrov Yu.V., Aleksandrov O.Yu., Islamov R.R., Isupova E.V., Pak A.L. Zashchita neftegazoprovodov ot korrozii. Zashchitnyye pokrytiya (Protection of Oil and Gas Pipelines from Corrosion. Protective Coatings), Vologda, 2019, 472 р. (in Russ.)Александров В. Ю. Коррозия газонефтепроводов. Электрохимические методы защиты. СПб: Недра, 2011. 420 с.Aleksandrov V.Yu. Korroziya gazonefteprovodov. Elektrokhimicheskiye metody zashchity (Corrosion of Gas and Oil Pipelines. Electrochemical methods of Protection), St. Petersburg, 2011, 420 р. (in Russ.)СТО Газпром 2-3.5-047-2006. Инструкция по расчету и проектированию электрохимической защиты от коррозии магистральных газопроводов. М., 2006.STO Gazprom 2-3.5-047-2006 Instruktsiya po raschetu i proyektirovaniyu elektrokhimicheskoy zashchity ot korrozii magistral'nykh gazoprovodov (STO Gazprom 2-3.5-047-2006 Instructions for the Calculation and Design of Electrochemical Protection Against Corrosion of Main Gas Pipelines), Moscow, 2006. (in Russ.)Блинов И. Г., Валюшкин А. В., Старочкин А. В. К вопросу об уточнении степени коррозионной опасности участков нефте- и нефтепродуктопроводов // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2014, № 2 (14). С. 58–61.Blinov I.G., Valyushkin A.V., Starochkin A.V. Science and Technologies: Oil and Oil Products Pipeline Transportation, 2014, no. 2(14), pp. 58–61. (in Russ.)Фатрахманов Ф. К., Винокурцев В. Г. Определение оптимальных параметров катодной защиты при защите коммуникаций промплощадок. Защита технологического оборудования от коррозии // Сб. тр. ВНИПИГАЗ. Баку: ВНИПИГАЗ, 1983.Fatrakhmanov F.K., Vinokurtsev V.G. Collection of works of VNIPIGAZ, Baku, 1983, рр. 4. (in Russ.)Винокурцев А. Г., Винокурцев Г. Г., Иванов В. В., Первунин В. В., Крупин В. А. Результаты исследования эффективности электрохимической защиты городских систем газоснабжения // Изв. вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2007. № 1. С. 55–62.Vinokurtsev A.G., Vinokurtsev G.G., Ivanov V.V., Pervunin V.V., Krupin V.A. Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Technical sciences, 2007, no. 1, pp. 55–62. (in Russ.)Болотнов А. М., Глазов Н. П. и др. Математическое моделирование и численное исследование электрических полей в системах с протяженными электродами // Вестн. Башкирского ун-та. 2006. № 2. С. 17–21.Bolotnov A.M., Glazov N.P. et al. Bulletin of the Bashkir University, 2006, no. 2, pp. 17–21. (in Russ.)Arabei A.B., Bolotov A.A., Marshakov A. I. et al. Ranking sections of main pipelines according to corrosion damage based on field polarization measurements // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. 2012. Vol. 48, N 7. P. 7.Arabei A.B., Bolotov A.A., Marshakov A.I. et al. Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces, 2012, no. 7(48), pp. 7.Maocheng Yan, Wang Jianqiu, Han Enhou, Ke Wei. Local environment under simulated disbonded coating on steel pipelines in soil solution // Corrosion Science. 2008. Vol. 50, iss. 5. P. 1331–1339.Maocheng Yan, Wang Jianqiu, Han Enhou, Ke Wei, Corrosion Science, 2008, no. 5(50), pp. 1331–1339.Chan Li, Bei Cao, Yinshun Wu. An electrochemical method for evaluating the resistance to cathodic disbondment of anti-corrosion coatings on buried pipelines // Journal of University of Science and Technology Beijing, Mineral, Metallurgy, Material. 2007. Vol. 14, iss. 5. P. 414–419.Chan Li, Bei Cao, Yinshun Wu. Journal of University of Science and Technology, Beijing, Mineral, Metallurgy, Material, 2007, no. 5(14), pp. 414–419.Запевалов Д. Н. Контроль внешних коррозионных воздействий при оценке технического состояния газопроводов // Вести газовой науки. 2014. № 1. С. 44–48.Zapevalov D.N. News of Gas Science, 2014, no. 1, pp. 44–48. (in Russ.)Фатрахманов Ф. К. Методика измерений потенциала при „интенсивных“ обследованиях подземных трубопроводов с несинхронными отключениями УКЗ // Проблемы надежности конструкций газотранспортных систем М.: ВНИИГАЗ, 1998. С. 195–200.Fatrakhmanov F.K. Problemy nadezhnosti konstruktsiy gazotransportnykh system (Problems of Reliability of Gas Transportation System Designs), Moscow, 1998, рр. 195–200. (in Russ.)Пат. 2659543 РФ. Способ регулирования параметров катодной защиты подземных трубопроводов / А. Ф. Пужайло, Р. В. Агиней, С. А. Никулин, Е. Л. Карнавский, С. В. Савченков, В. В. Марянин. Опубл. 02.07.2018.Patent RU 2659543, Sposob regulirovaniya parametrov katodnoy zashchity podzemnykh truboprovodov (Method for Regulating the Parameters of Cathodic Protection of Underground Pipelines), A.F. Puzhailo, R.V. Aginei, S.A. Nikulin, E.L. Karnavsky, S.V. Savchenkov, V.V. Maryanin, Published 02.07.2018. (in Russ.)Nikulin S. A., Lartsov S. V., Karnavsky E. L. About the mathematical model of electrochemical corrosion protection system // AIP Conf. Proceedings. 2020. N 2467. P. 060001. DOI: 10.1063/5.0092478.Nikulin S.A., Lartsov S.V., Karnavsky E.L. AIP Conference Proceedings, 2022, vol. 2467, рр. 060001, https://doi.org/10.1063/5.0092478.Никулин С. А., Спиридович Е. А., Агиней Р. В., Карнавский Е. Л. Реализация методов оптимального регулирования режимов работы станций катодной защиты на действующем магистральном газопроводе // Трубопроводный транспорт: теория и практика. 2015. № 3 (49). С. 30–33.Nikulin S.A., Spiridovich E.A., Aginei R.V., Karnavskiy E.L. Pipeline transport: theory and practice, 2015, no. 3(49), pp. 30–33. (in Russ.)Никулин С. А., Карнавский Е. Л., Милов В. Р., Шиберт Р. Л. Структурно-параметрическая идентификация системы „труба–земля“ в задаче электрохимической защиты магистральных газопроводов // Нейрокомпьютеры. 2014. № 11. С. 79–85.Nikulin S.A., Karnavskiy E.L., Milov V.R., Shibert R.L. Neurocomputers, 2014, no. 11, pp. 79–85. (in Russ.)Никулин С. А. Противокоррозионная защита нефтегазопроводов на базе внедрения самодиагностики: Автореф. дис. … д-ра техн. наук. Н. Новгород, 2022.Nikulin S.A. Protivokorrozionnaya zashchita neftegazoprovodov na baze vnedreniya samodiagnostiki (Anti-Corrosion Protection of Oil and Gas Pipelines Based on the Implementation of Self-Diagnostics), Doctor’s thesis, Nizhny Novgorod, 2022. (in Russ.)Никулин С. А., Богачев Е. П., Карнавский Е. Л., Свердлик Ю. М. Основные показатели надежности системы противокоррозионной защиты // Газовая промышленность. 2020. № 1 (795). С. 30–36.Nikulin S.A., Bogachev E.P., Karnavskiy E.L, Sverdlik Yu.M. Gas Industry, 2020, no. 1(795), pp. 66–72. (in Russ.) 19. Nikulin S.A., Karnavsky E.L. Science and Technology in the Gas Industry, 2021, no. 1(85), pp. 80–90. (in Russ.)Никулин С. А., Карнавский Е. Л. Способ определения состояния изоляционного покрытия участка нефтегазопровода по значениям коэффициентов математической модели защищенности объекта // Наука и техника в газовой промышленности. 2021. № 1 (85). С. 80–90.Patent RU 2626609, Sposob otsenki tekhnicheskogo sostoyaniya izolyatsionnogo pokrytiya podzemnogo truboprovoda (Method for Assessing the Technical Condition of the Insulation Coating of an Underground Pipeline), R.V. Aginei, S.A. Nikulin, E.L. Karnavsky, M.V. Tretyakova, Published 31.07.2017, Bulletin 22. (in Russ.)Пат. 2626609 РФ. Способ оценки технического состояния изоляционного покрытия подземного трубопровода / Агиней Р. В., Никулин С. А., Карнавский Е. Л., Третьякова М. В. Опубл. 31.07.2017. Бюл. № 22.Nikulin S.A., Vasin D.A., Sheferov A.I., Karnavsky E.L., Kosareva L.A. Practice of anti-corrosion protection, 2022, no. 2(27). (in Russ.)Никулин С. А., Васин Д. А., Шеферов А. И., Карнавский Е. Л., Косарева Л. А. Оптимальное регулирование работы станции катодной защиты на основании показателей надежности и остаточного ресурса // Практика противокоррозионной защиты. 2022. Т. 27, № 2.Nikulin S.A., Karnavsky E.L. Gas Industry, 2018, no. 11(777), pp. 50–58. (in Russ.)Никулин С. А., Карнавский Е. Л. Определение остаточного ресурса анодного заземления как элемента системы электрохимической защиты от коррозии // Газовая промышленность. 2018. № 11 (777). С. 50–58.Karnavsky E.L., Milov V.R., Nikulin S.A., Shibert R.L., Modina M.G. Information-Measuring and Control Systems, 2015, no. 3, pp. 19–25. (in Russ.)Никулин С. А., Карнавский Е. Л., Милов В. Р., Шиберт Р. Л., Модина М. Г. Процедуры управления режимами работы станций катодной защиты // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2015. № 3. С. 20–27.Никулин С. А., Карнавский Е. Л., Милов В. Р., Шиберт Р. Л., Модина М. Г. Процедуры управления режимами работы станций катодной защиты // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2015. № 3. С. 20–27.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.